益阳电厂烟气脱硝简介

益阳电厂烟气脱硝简介

一、锅炉脱硝反应器部分

1、基本情况和设计依据和参数

1.1 脱硝装置基本资料 负 荷 项 目 锅炉省煤器出口湿烟气量 烟气含湿量 脱硝装置进口烟气温度 脱硝装置前NOX排放浓度 脱硝装置后NOX排放浓度 烟气含尘浓度 t/h Vol％ ℃ mg/Nm3 mg/Nm3 g/Nm3 单位 设计煤种（BMCR） 校核煤种1（BMCR） 校核煤种2（BMCR） 备注 标准状态，湿基， 6%含氧量 标准状态，湿基， 6%含氧量 标准状态，湿基， 6%含氧量 2433.9 7.73 374 450 180 36 2413.2 8.06 372 450 180 2456.8 7.85 375 450 180

1.2 SCR（液氨脱硝催化反应器）入口烟气设计参数 项 目 内 容 收到基水分 收到基灰分 单位 % % 设计煤种 7.2 32.65 19.99 19130 50.47 2.5 3.63 0.55 3.0 校核煤种1 7.6 21.65 28.45 22300 59.25 3.21 7.01 0.39 0.89 2413.2 校核煤种2 8.1 37.08 16.88 17360 47.25 2.19 3.99 0.60 0.78 备 注 干燥无灰基挥发分 % 低位发热量 煤质工业分析 与化学分析 收到基碳 收到基氢 收到基氧 收到基氮 收到基硫 砷 煤中痕量元 素含量 氯 氟 铅 汞 SCR入口烟 湿烟气量 KJ/kg % % % % % μg/g mg/Nm3 mg/Nm3 μg/g μg/g t/h 2433.9 2456.8 项 目 气参数 内 容 过量空气系数 湿度 温度 压力 NOx O2 CO2 CO N2 单位 Vol％ ℃ 设计煤种 1.19 7.73 374 100325 校核煤种1 1.19 8.06 372 450 3.13 14.69 74.03 0.08 50.12 26.33 5.79 7.38 1.57 0.49 1.08 1.02 3.81 校核煤种2 1.19 7.85 375 450 3.13 14.83 74.09 0.09 56.78 29.10 4.37 2.12 0.89 0.42 1.23 0.98 1.72 备 注 Pa mg/Nm3 450 Vol% Vol % ppm Vol % Vol % 3.14 14.78 74.24 0.32 标准状态，湿基， 6%含氧量 SCR入口烟 气成分 SO2 SO3 气态As HF HCl Pb Hg 含碳量 浓度 粒度（>1 μm） 粒度（>10 μm） 粒度（>45μm） μg/Nm3 mg/Nm3 mg/Nm3 μg/Nm3 μg/Nm3 % g/Nm3 % % % 36 54.86 28.85 4.86 3.02 0.99 0.43 1.19 1.00 2.30 标准状态，湿基， 实际含氧量 标准状态，干基， 6%含氧量 粒度（>100μm） % SiO2 Al2O3 烟气中飞灰 Fe2O3 CaO MgO Na2O K2O P2O5 TiO2 SO3 MnO2 % % % % % % % % % % % 1.3 液氨品质参数

脱硝系统用的反应剂为纯氨，其品质符合国家标准GB536-88《液体无水氨》技术指标的要求，如下表： 指 标 名 称 氨含量 残留物含量 水 份 油含量 铁含量 密 度 沸 点 压 力 单位 % % % mg/kg mg/kg kg/L ℃ MPa 合格品 99.6 0.4 — — — 0.66 标准大气压 2.5 备 注 重量法 重量法 25℃时

2催化剂技术要求

2.1 设计基本条件

(1) 每台锅炉配置2台SCR反应器，每台反应器催化剂按照初装2层备

用1层设计；

(2) 烟气垂直向下通过催化块层；

(3) 催化剂在设计条件下满足脱硝效率60%，SO2氧化率小于1%，氨逃

逸率小于3ppm；

(4) 在安装附加层前，初装2层催化剂层的压降不超过800Pa，化学寿命

24000小时，机械寿命10年； (5) 在反应器第一层催化剂的上部条件是：

速度最大偏差：平均值的±15% 温度最大偏差：平均值的±10℃

氨氮摩尔比的最大偏差：平均值的±5%

烟气入射催化剂角度（与垂直方向的夹角）：±10°

序号 1 名称 规格型号 材料 重量 单位 612 数量 制造厂及 原产地 江苏龙源催 化剂有限公司 备 注 2台炉 TiO2-WO3-蜂窝式 18×18孔 V2O5 催化剂 吨 763.214m3

2.2 催化剂的物理化学性能

(1)选用钒钛钨催化剂，主要成分有二氧化钛（TiO2）、五氧化二钒（V2O5）、三氧化钨（WO3）等；

(2)针对电厂锅炉特点，催化剂设计考虑采取防堵塞和防中毒的技术措施； (3)催化剂的型式为蜂窝式催化剂。

a. 催化剂应整体成型；

b. 催化剂节距一般应大于8.2mm； c. 催化剂壁厚一般应大于1.0mm。

卖方根据自身设备特点以及设计条件合理确定。

2.3 催化剂的性能

(1)催化剂能在锅炉任何正常的负荷下运行；

(2)在满足NOx脱除率、氨的逃逸率及SO2/SO3转化率的性能保证条件下，卖方保证SCR系统具有正常运行能力；

最低连续运行烟温 335 ℃ 最高连续运行烟温 400 ℃

(3)催化剂能满足烟气温度不高于400℃的情况下长期运行，同时能承受运行温度450℃不少于5小时的考验，而不产生任何损坏；

(4)在达到本技术协议要求的脱硝效率同时，能有效防止锅炉飞灰在催化剂中发生粘污、堵塞及中毒现象发生； (5) 顶层催化剂的上端部采取耐磨措施；

(6) 催化剂设计考虑燃料中含有的任何微量元素可能导致的催化剂中毒。并说明所采取防止催化剂中毒的有效措施；

(7) 在加装新的催化剂之前，催化剂体积满足性能保证中关于脱硝效率和氨的逃逸率等的要求。同时，卖方考虑预留加装一层催化剂的空间；

(8) 催化剂模块设计有效防止烟气短路的密封系统，密封装置的寿命不低于催化剂的寿命。催化剂各层模块规格统一、具有互换性； (9) 催化剂采用模块化设计以减少更换催化剂的时间；

(10)催化剂模块采用钢结构框架，并便于运输、安装、起吊。卖方提供必要的催化剂安装的专用设备或工具；

(11)每层催化剂层都安装可拆卸的测试块，每8个模块至少有1个测试块，均匀布置；

(12)卖方提供催化剂运输、储存、安装、运行、维护、管理、再生及废旧催化剂处理的方案。

完全失效的催化剂需要进行处理，不允许随意抛弃。对于蜂窝状催化剂，一般采用破碎后用混凝土固化处理，然后填埋的方式进行处置，板式催化剂一般可以送至钢铁厂，作为废铁回炉处理。目前有专门的公司（如奥地利安博巨公司）可以提供催化剂的再生服务。其主要操作形式是先判断催化剂中毒的机理，然后相应的选用合适配方的溶液，对催化剂进行冲洗，期间，也有可能进行超声波浴，来清理催化剂中的颗粒物。活性有可能会恢复到原始活性值的80％。再生服务本身会导致一定比例催化剂的物理损坏，大致是30％左右。据国外经验，催化剂再生服务费用很高，已经达到寿命期的催化剂进行再生是不经济的，短期运行而发生中毒现象的催化剂可以考虑进行再生。 2.4 催化剂及反应器设计数据 项目 性能保证 脱硝效率 化学寿命期内SO2氧化率 化学寿命期内NH3逃逸率 允许运行温度内化学寿命 催化剂设计参数 催化剂型式 催化剂型号 蜂窝式 18×18 % % ppm h 60 1 3 24000 单位 数据 备注

GB50033－2001 GB50037－96 GB50040－96 GB50222－95 GB50207－2002 JGJ107－2003 GB/T11263－2005 YB3301－2005 YB4001－91 DL5022－93 DL/T5029－94 DL/T5094－1999 DL/T5339-2006 GB50013-2006 GB50014-2006 GBJ69－84 GB50229-2006 但不仅限于此：

AFBMA AIEE AISC ANSI ASME NFPA

《工业企业采光设计标准》 《建筑地面设计规范》 《动力机器基础设计规范》 《建筑内部装修技术防火规范》 《屋面工程技术规范书》 《钢筋机械连接通用技术规程》 《热轧H型钢和部分T型钢》 《压焊钢格栅板》

《火力发电厂土建结构设计技术规定》 《火力发电厂建筑装修技术规程》 《火力发电厂建筑设计规程》 《火力发电厂水工设计规范》 《室外排水设计规范》 《室外给水设计规范》

《给水排水工程结构设计规范》 《火力发电厂与变电站设计防火规范》

《焊接H型钢》

GBJ（50015-2003） 《建筑给水排水设计规范》

2.2国外规范、规程和标准必须为下列协会制定的规范、规程和标准的最新版本，

耐磨轴承制造商协会 美国电气工程师学会 美国钢结构学会 美国国家标准协会 美国机械工程师学会 美国防火协会

美国国家防火协会电气规范 可编程仪表的数字接口 美国电子工业协会

数据终端设备与使用串行二进制数据进行数据交换数据终端设备与使用串行二进制数据进行数据交换美国仪器学会

数字处理计算机硬件测试 美国科学仪器制造商协会

ANSI/NFPA 70 ANSI/IEEE 488 EIA

EIA RS－232－C EIA RS－485

的数据通信设备之间的接口 的数据通信设备之间的接口

ISA ISA RP55.1

SAMA

SAMA PMS 22.1 NEMA

ANSI/NEMA ICS4 ANSI/NEMA ICS6 UL 44

IEC TCP/IP ASTM AWS ASA CEMA EPA ICEA IEEE MSS NSS NEBB NEMA NFPA PFI SSPC

仪表和控制系统的功能图表示法 美国电气制造商协会 工业控制设备和系统的端子排 工业控制设备和系统外壳 橡胶导线、电缆的安全标准 国际电工学会 网络通讯协议 美国材料试验协会 美国焊接协会 美国标准协会 输送设备制造商协会 环境保护署 绝缘电缆工程师学会 电气和电子工程师学会 制造商标准化协会

全国防火协会/全国电气规程 维修标准化协会 国家环保局 国际电气制造联合会 国际防火联合会 美国管道建造学会 美国钢结构油漆委员会 防化学腐蚀标准

NEC

MIC-C-16173

2脱硝剂存储、制备、供应系统

2.1系统概述

液氨罐出口至蒸发系统采用母管制连接，蒸发系统采用2列布置，每个蒸发器的蒸发能力为720kg/h，蒸发系统出口采用母管制连接，能够向2台锅炉同时提供氨气。

按照共用储存、卸载及供应系统的原则设计。

液氨储存及供应系统包括液氨卸料压缩机、液氨储罐、液氨蒸发槽、液氨泵、氨气缓冲槽、氨气稀释槽、废水池及废水泵、阀门、管路及附件等。液氨的储存、供应及排放过程如下：

a) 液氨的供应由液氨槽车运送，槽车与氨储存系统之间利用陆用流体装卸

臂及卸料压缩机将液氨由槽车输入液氨储罐内。

b) 利用液氨储罐与液氨蒸发槽之间的压差或利用液氨泵增压的方式将储罐中的液氨输送到液氨蒸发槽内蒸发为气氨，经气氨缓冲槽来控制供氨的压力恒定，氨气流量由炉前喷氨流量调节阀控制。

c) 氨气与稀释空气在混合器中混合均匀后，再通过氨喷射系统喷入烟道； e) 氨气系统紧急排放的氨气则排入氨气稀释槽中，经水的吸收排入废水池，再经由废水泵送往二期厂区废水池。

f) 氨气蒸发方式采用蒸汽加热。加热蒸汽取自电厂辅助蒸汽，汽源参数为：压力0.8~1.27MPa；温度：300℃。

总的说明：

液氨储存及供应系统的设计满足国家对此类危险品的有关规定。液氨具有一定的腐蚀性，在材料、设备存在一定的应力情况下，可能造成应力腐蚀开裂；液氨容器除按一般压力容器规范和标准设计制造外，要特别注意选用合适的材料，保证防腐及最冷月平均最低气温的技术要求。

液氨储存及供应系统设在符合规定的安全区域，与相近的其它设备、厂房之间要有一定的安全防火防爆距离，在适当位置设置室外消火栓、防雷、防静电接地装置等，并应符合《石油化工企业设计防火规范》等相关标准、规程及规范。

氨区装有氨气泄漏检测（选型将考虑布置在室外极端温度下的可靠运行，检测装置推荐三家以上厂家名单）及火灾报警和消防控制系统，并纳入全厂报警系统。该系统的设计要经过有关安全及消防部门批准，并通过检验验收。

液氨存储、供应系统及相关管道、阀门、法兰、仪表、泵等设备选择时，将满足抗腐蚀要求，并采用防爆、防腐型户外电气装置。

氨站设防雨、防晒及喷淋措施。氨站应设防雨、防晒及喷淋措施。喷淋设施将考虑本工程冬季气温较低的气象因素。

根据本工程的气象条件，极限最低气温-13.2℃，结合现场地势将氨区设备安装在半敞开式氨棚内。

卸料压缩机、液氨储罐、氨气蒸发槽、氨气缓冲槽及氨输送管道等，都将备有氮气吹扫系统。

液氨的供应系统能满足锅炉不同负荷的要求，且调节方便、灵活与可靠。 2.2 主要设备

（1）卸料压缩机

设计2台卸料压缩机，一运一备。卸料压缩机抽取液氨储罐中的氨气，经压缩后送至槽车，将槽车（8t）的液氨推挤入液氨储罐中。卖方在选择压缩机排气量时，要考虑液氨储罐内液氨的饱和气压，液氨卸车流量，液氨管道阻力及卸氨时气候温度等。每台压缩机的理论排气量按48m3/h设计。

（2）陆用流体装卸臂

设置1套陆用卸料臂，接管材质为不锈钢，立柱支架材质为碳钢。 （3）液氨储罐

设计2个液氨储罐，在设计条件下连续运行7天，每天运行22小时的消耗量。

液氨储罐采用卧式罐，每个罐的设计容积为88 m3。储罐上设计安装关断阀和安全阀等，设计安装有温度计、压力表、液位计、高液位报警仪和相应的变送器等。储罐区域设计有防太阳辐射措施（遮阳棚），四周设计安装工业水喷淋管线及喷嘴，当储罐本体温度过高时，自动启动淋水装置降温。氨罐安全阀紧急排放的氨气经密闭系统通到氨气稀释槽，对氨气进行吸收以降低氨气味的发散。

液氨罐区设围堤，围堤的高度不宜高于0.6m（以围堤内的地面计），围堤内的有效容量应为一个最大液氨储罐容积的60%。液氨储罐的外壁与围堤内堤脚线之间的距离不小于3m。围堤内有排水沟，排水沟设格栅和排水阀门。围堤内的地面坡向排水沟，坡度不小于0.3%。

（4）液氨供应泵

设计2台液氨供应泵，采用屏蔽泵。供应泵参数为：Q=1.2m3/h，出口压力为0.5~0.8MPa。液氨进入蒸发槽，可以使用压差和液氨自身的重力势能实现，也可以采用液氨泵来供应。氨供应泵采用一运一备。

（5）液氨蒸发槽

设置2套液氨蒸发槽，液氨蒸发槽按照2台锅炉在BMCR工况下2×120%容量设计。

液氨蒸发所需要的热量采用蒸汽加热器来提供热量。液氨蒸发槽的容积需满足每个蒸发槽的氨气设计出力为：720kg/ h（已考虑20%的裕量），壳侧材质为碳钢，管侧为304不锈钢材质。蒸发槽出氨管线上设计安装有压力控制阀将氨气压力控制在一定范围，当出口压力过高时，切断液氨进料。在氨气出口管线上装有温度测量装置，当温度过低时切断液氨，使氨气至缓冲槽维持适当温度及压力。蒸发槽装有安全阀，以防止设备压力异常过高。 （6）氨气缓冲槽

与液氨蒸发槽相对应，设置2套氨气缓冲槽，与液氨蒸发槽组成2套制氨系统，供氨系统一运一备。每个缓冲槽的容积为10m3，设计压力为0.9MPa，罐体材质为16MnR。从蒸发槽来的氨气进入氨气缓冲槽，通过调压阀减压到一定压力，再通过氨气输送管线送到锅炉侧的脱硝系统。氨气缓冲槽能为SCR系统稳定供应氨气，且能避免蒸发槽操作不稳定所带来的影响。每套缓冲槽设置有安全阀保护。

（7） 氨气稀释槽

氨区设置一个氨气稀释槽，有槽顶淋水和槽侧进水，水槽液位由满溢流管控

制。

稀释槽按10m3设计。稀释槽材质为碳钢。液氨储存及供应系统各处排出的氨气由管线汇集，从稀释槽底部进入，通过分散管将氨气分散入稀释槽水中，利用大量水来吸收安全阀排放的氨气。要求槽顶通风管出口的最大氨浓度小于2ppm，以避免氨气味的发散。

（8）氨气泄漏检测器

本区域设计氨气泄露监测器。液氨储存及供应系统周边应设有氨气检测器，以检测氨气的泄漏，并显示大气中氨的浓度。当检测器测得大气中氨浓度过高时，在机组控制室发出警报，提醒操作人员采取必要的措施，以防止氨气泄漏的异常情况发生。

（9）排放系统

卖方在氨制备区设有排放系统，使液氨储存和供应系统的氨排放管路为一个封闭系统，氨气被稀释槽内的水吸收后排放至废水池，再经由废水泵送到二期厂区废水池。

卖方将提供排放废水的成分分析。

排放系统设计1个3米×3米×3米的废水池，1台废水泵，采用自吸式泵，出口压力为0.5MPa，设计流量为30 m3/h。 （10）消防与安全设施

卖方负责配合液氨储存和供应装置公用设施范围内的水消防系统、气体消防器材、火灾及氨泄漏报警和消防控制系统的设计；火灾报警和消防控制系统设备由买方提供（包括氨泄漏监测设备）。卖方配合消防厂家进行氨泄漏、火灾报警及消防控制系统的详细设计。

液氨储存和供应系统范围内的水消防系统、移动式气体灭火器、火灾及氨泄漏报警和消防控制系统的氨泄露及火灾报警控制系统采用与买方主厂房火灾报警控制系统相同的硬、软件实现。这些系统均应作为一个子系统与买方对应系统联网或一体化设计。

液氨储存和供应系统范围内的消防、火灾及氨泄漏报警和消防控制系统的设计，执行现行消防规范、规程及地方性法规，并通过有关安全、消防部门的检查和验收。

（11）氮气吹扫系统

应保持液氨储存及供应系统的严密性，卖方应在本系统的卸料压缩机、液氨储罐、液氨蒸发槽、氨气缓冲槽等处，都备有氮气吹扫管线。在液氨卸料及检修之前，通过氮气吹扫管线对相应管道进行严格的氮气吹扫，防止氨与系统中残余的空气形成爆炸混合物造成危险，保持液氨储存及供应系统的严密性，卖方应在本系统的卸料压缩机、液氨储罐、液氨蒸发槽、氨气缓冲槽等处，都备有氮气吹

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